Dubbio sui sistemi di riferimento

[Sargas1]

salve....

non so se questo è il posto adatto del forum, e se non lo è chiedo scusa, ma a mio giudizio è il + pertinente al mio dubbio... dunque

stavo facendo vagare la mia fantasia oggi quando mi balza in mente un pensiero strano... Sulle navi ci sono mosche???!!!

mi spiego:

poniamo che ci sia una mosca alla coda di un treno...

velocità massima della mosca 20 km/h

velocità massima del treno 300 km/h

se il treno viaggia al massimo della sua velocità la mosca riesce a raggiungere la testa del treno?

la risposta mi viene da pensare che sia si... (io non ho mai visto ne fatto caso alle mosche sui treni ma mi viene da pensare che la risposta sia corretta visto che la mosca si muove nel sistema di riferimento treno che è chiuso)


ora.... se la risposta è si, la stessa vale se la mosca si trovi su una nave che faccia al massimo 40 km/h... se mettiamo la mosca in una cabina che corre da poppa a prua e la mosca prova a volare da poppa a prua all'interno della cabina dovrebbe riuscire nell'impresa "titanica" di raggiungere la suddetta prua . fin qui tutto ok

MA

se la mosca si trova fuori dalla cabina???

riesce a raggiungere la prua?
riesce a volare a pari passo con la nave?
viene lasciata indietro dalla nave?

quindi se io lascio un piatto di pasta sul ponte di una nave devo coprirlo con un tovagliolo o posso fidarmi?

[dissonance]

"Sargas":la mosca si muove nel sistema di riferimento treno che è chiuso)

Ma non è questo il punto. Tu stai pensando che siccome il treno e la cabina della nave sono chiusi debbano essere trattati in maniera diversa dagli altri sistemi di riferimento, il che magari sarà vero per questioni di carattere energetico ma sicuramente non per questo discorso delle mosche. Infatti, sia in una nave che trasla a velocità costante di 40 km/h sia in un treno che trasla a velocità costante di 300 km/h (le velocità sono riferite alla Terra), se ad un dato istante la mosca è posata su una superficie del mezzo di trasporto allora anch'essa trasla solidalmente con il mezzo, quindi rispetto alla Terra si muove con velocità costante di 40 oppure di 300 km/h. Se la mosca decide di spostarsi, per esempio decide di volare verso la prua della nave o del treno, raggiungerà una velocità relativa al mezzo di trasporto di, poniamo, 5 km/h: rispetto alla Terra starà allora traslando di 45 o 305 km/h rispettivamente. Come vedi da nessuna parte è intervenuto il fatto che il treno è chiuso mentre la nave è aperta.

In effetti questo è il principio di relatività di Galileo: due sistemi di riferimento in moto relativo rettilineo uniforme sono fisicamente indistinguibili. E' curioso il fatto che nei suoi Dialoghi sopra i massimi sistemi del mondo, Galileo abbia usato proprio l'esempio delle mosche! Riporto uno stralcio (leggo dal mio libro di testo di Fisica 1, di Focardi, Massa e Uguzzoni, pag.153):

"Galileo Galilei":Riserratevi con qualche amico nellla maggiore stanza che sia sotto coverta di un gran navilio, e quivi fate d'aver mosche, farfalle e simili animaletti volanti; siavo anco un gran vaso d'acqua e dentrovi de' pescetti [...] stando ferma la nave, osservate diligentemente come quelli animaletti volanti con pari velocità vanno verso tutte le parti della stanza [...] Osservate che avrete diligentemente tutte queste cose, benché niun dubbio ci sia che mentre il vascello sia fermo non debbano succeder così, fate muover la nave con qualsivoglia velocità: ché (pur che il moto sia uniforme e non fluttuante di quà e di là) voi non riconoscerete una minima mutazione in tutti li nominati effetti, né da alcuno di quelli potrete comprendere se la nave cammina o sta ferma.

[Sargas1]

galileo fa l'esempio all'interno di una cabina...

per me è paradossale il fatto che se la mosca parte da dentro riesce a raggiungere la velocita rispetto alla terra di 45 km/h mentre se la mosca è fuori non riesce proprio a raggiungere la nave!!

[Pdirac]

Il punto è che finché la mosca è "appoggiata" da qualche parte, ovvero è solidale al sistema di riferimento in cui si trova, si muove alla stessa identica velocità di quello. Per raggiungere la suddetta velocità si può immaginare che la mosca fosse inizialmente appoggiata da qualche parte nella cabina ferma. Quando il treno parte imprime una forza alla mosca e quindi un'accelerazione, mantenendola alla stessa velocità del treno. A quel punto quando il treno si muove "a regime" se la mosca decolla può muoversi tranquillamente avanti e indietro nel treno dato che la sua velocità iniziale di decollo è la stessa del treno (ovvero la mosca è solidale al sistema treno)... ovviamente ignorando effetti tipo il vento.
Se viceversa la mosca fosse in volo (idealizziamo la situazione immaginando che sia sospesa nel vuoto) quando il treno parte la mosca rimane ferma, accelerando dunque inesorabilmente verso la parete; dopo l'impatto allora (se sarà rimasta intera) sarà di nuovo solidale col sistema di riferimento.

Per la nave è lo stessa identica cosa, solo che credo sia un po' più difficile immaginare la situazione idealizzata di totale assenza di vento o altri attriti trovandosi all'aperto.
Io comunque un tovagliolo ce lo metterei non si sa mai LoL

[Sargas1]

Quando il treno parte imprime una forza alla mosca e quindi un'accelerazione

il fatto è che l'accelerazione una volta "consumata" non rimane sulla mosca che risulta libera di muoversi avanti ma anche indietro

Se viceversa la mosca fosse in volo (idealizziamo la situazione immaginando che sia sospesa nel vuoto) quando il treno parte la mosca rimane ferma, accelerando dunque inesorabilmente verso la parete

è quello che dico io ma riferito alla nave... la nave però non ha una parete


in sostanza se la mosca sulla nave decolla in direzione opposta alla nave vola in "retromarcia" rispetto alla terra???